GPRS核心网基本架构（一）（补充QOS协商讨论）

爱卫生

   GPRS核心网主要包括SGSN/GGSN等主要节点。和固网的联系其实很紧密。例如GGSN很多厂家如爱立信,思科等的实现里实际上就是一台传统的路由器。
   从端到端的角度来看，关注架构，可以先从应用层开始着手。也就是从用户的上网开始了解。
   手机要上网，你可以把它看成其实是一台移动的PC，或者是一台装了WLAN网卡的移动PC。总之，它要上网的话，首先需要一个IP地址。另外，在计费这一块，和固网不一样，固网一般是按照包月来收费。而GPRS一般是按流量或者包月。不管怎么样，运营商需要在某个节点上开启对用户的流量的监管并进行计费。第三，和固网宽带不一样，GPRS是移动网络，服务于移动用户。所以要对用户的位置要清楚。所以多了一个移动性管理的功能。最后，每个用户的QOS是不一样的，也就是申请的带宽不一样，那也需要来保证。这几点就是要实现的基本目标，而如何完成就需要GSN等核心节点配合来完成。
先看第一点：
    一 IP地址的分配。这个是由GGSN来分配的。因为它是GPRS Gateway Service Node。从名字就可以看出来，它提供的是网关的功能。根据网关的定义，是两种异构网络的边界。所以GGSN是GPRS移动网络和固定宽带网络如Internet的边界。是手机的下一跳网络。所以手机的数据包下一跳都是交给GGSN，然后再发送到外部的数据网。GGSN和外部数据网的接口就是Gi接口。
     二 计费。这个也是在GGSN上完成的。因为用户实际的数据都是经过GGSN再发送到外部数据网。所以GGSN是最佳的用户数据包采集点，它可以对用户的IP数据包进行采集，统计，汇总，然后送给计费网关，最后生成计费账单。
     三 移动性管理。这个是由SGSN来完成的。移动运营商会将自己的网络分成很多个服务区然后分给不同的SGSN进行管理。用户的话总是在SGSN的服务区域里进行移动。后面会提到，SGSN的这个服务区域叫做RA，也就是路由区。路由区又包含多个小区，能跟踪用户当前在哪个小区。SGSN要知道用户在哪个小区来决定采取相应的行为。比如用户关机了，则需要通知GGSN收回用户的IP地址，将相应的会话删除，回收相应的网络侧资源给别的用户使用。
     四 QOS的管理。这个是由HLR来管理的。HLR是home location register。看名字不大好懂，实际上他是在存放归属地用户签约数据的节点。比如你是广州的卡，在广州开户。那你首先要到移动营业厅去开通GPRS业务并购买相应的套餐，如5元包50M等。这个套餐会变成一个节点能够识别的指令输入到HLR中，构成你的签约数据。例如你签约能访问哪个外部网络，是否允许直接访问internet还是只有wap网络。上下行的允许的带宽限制是多少。每月允许的最大流量是多少等等。这些信息在手机做网络登记即附着的时候会由SGSN到HLR上去下载，SGSN就得到了用户的QOS信息，并以此为依据对用户进行QOS的管理。

fengyijiu008

每天学习一点点

迷途小样

新手学习中

ericwang1013

小白一个，学习中，希望楼主多推出点通俗易懂的资料，谢谢啦

enjoying007

好贴！爱总强大！

zhenjiucuo

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23060里面有。

爱卫生

xt_bridge 发表于 2012-3-21 16:35
GPRS提供一个MS和外部网络之间的透明通道,这个透明通道改怎么理解？

透明通道，就是让MS感觉和外部网络是物理上直接连接的。感觉不到有GPRS网络的存在。就类似PC机访问新浪，很多行外人并不知道还有路由器等很多网络设备的存在一样。

xt_bridge

GPRS提供一个MS和外部网络之间的透明通道,这个透明通道改怎么理解？

feile99

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至于QoS协商的原则，在S4-SGSN引入之后是有了很大的改变。1. 对于请求的QoS，还是按照原来的方式进行取小比较后发送给SGW然后发给PGW。
--- 在PDP Context Activate Procedure using S4 过程中并没有看见S4-SGSN对UE发上来的Qos进行限制。
2. 对于PGW回复的QoS，依赖于实现。如果想像EPS靠的彻底一点，则SGSN可以放开权限，即允许网络侧将QoS升高而取升高后的值。
--- 在PDP Context Activate Procedure using S4 过程中并没有看见S4-SGSN对PGW发下来的Qos进行限制。
3.对于与无线侧进行协商，规范里规定不允许无线侧降低QoS。如果降低则激活拒绝。如果升高的话，网络侧可依赖于实现，即客户需求。
---无论是R8或Pre-R8，无线侧都不存在将Qos升高的情况，既然NAS层都同意一个Qos，无线侧有什么理由要把Qos升高？S4-SGSN不会允许无线侧把Qos降低。


总的来说，S4-SGSN的变化是不参与Qos协商。

c225274

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每天学习一点点

forward

子曰：“温故而知新，可以为师矣。”
就叫爱老师吧

watson100

看得很有收获，但是又有点迷糊，能不能给一个汇总的结论呀。

爱卫生

zhenjiucuo 发表于 2011-7-20 08:42
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                S4                  S5/S8

  恩。谢谢，学习了。呵呵。看来得多看学习下EPC了。

zhenjiucuo

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                S4                  S5/S8
S4-SGSN---------SGW---------------PGW

这是S4-SGSN的GTP架构。
对于QoS，23。060中有相关描述。请参照release9以后的版本。在激活的章节有描述。然后对于RAN侧降低QoS网络侧拒绝，在Modify Bearer Request相关章节也有描述：
In case the QoS attributes, used as input to step 5 for Iu mode or step 7 for A/Gb mode, have been downgraded during those steps, the SGSN rejects the PDP Context Activation and terminates the procedure. If the SGSN established Direct Tunnel in step 5 it shall send Modify Bearer Request and include the RNC's Address for User Plane, TEID for downlink data and DTI. DTI is used to instruct the S‑GW to apply Direct Tunnel specific error handling as described in clause 13.8. An Update Bearer Request shall also be sent to the S‑GW if the UE has indicated Request type "Handover" in the Activate PDP Context Request message, and in that case the Handover Indicator shall be included in the message.

至于请求的QoS，我的理解是请求中带0，则SGSN会按照签约数据来进行协商。其他情况，例如签约为0或SGSN的QoS策略配置为0则应为版主所述：-）

爱卫生

zhenjiucuo 发表于 2011-7-19 19:32
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至于QoS协商的原则，在S4-SGSN引入之后是有了很大的改变。1. 对于请求的QoS，还是按照 ...

   你这里提到的1/2/3点。我不是很确认。需要再去找找规范。
   但关于S4-SGSN，之前我的理解，应该只是在做LTE和2G/3G切换的时候才会有S4-SGSN和PGW之间的交互，准确点应该是SGW。平时，S4-SGSN应该还是和GGSN通信。为什么还需要去和PGW协商QOS呢？你是说切换的这种场景吗？
   

爱卫生

zhenjiucuo 发表于 2011-7-19 19:28
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然后关于协商，我也是觉得用“最小值”这个词可能不太合适。在“信令流程”版块有个二 ...

  我重新找了，发现签约数据中GBR for uplink 是64kbps。不是0。将完整的附着+一/二次激活包都附上来了。在#11包中可看到签约数据。

  

  另外，我还查了下TS24.008和TS23.107关于GBR的描述。并没有规定GBR不能为0。允许的值为0-8640kbps之间。后来仔细看了下GBR的定义，大致能理解为什么允许GBR为0了。
  这里有段GBR的解释（不是3GPP规范，仅供参考）：
  The purpose of the guaranteed bitrate QoS parameter is indicating to the mobile network the minimum bitrate that the network has to guarantee. That means, when the traffic source is sending packets at an incoming rate up to the GBR, such bitrate will be ensure; however, when the incoming traffic rate exceeds the GBR, the network has only to assure the transfer of the GBR.
  因此，根据这段话，也就是说GBR只是一个网络侧针对带宽的一个最低保证。如果请求的上行GBR为0，则应代表手机认为在上行方向不需要网络侧保证带宽，提供Non-GBR的服务就好了。只需要保证我的下行GBR就可以了。所以请求的上行GBR为0。
  所以，如果GBR为0，并不代表没有带宽，只是说没有带宽的保证而已。也就是Non-GBR。

zhenjiucuo

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至于QoS协商的原则，在S4-SGSN引入之后是有了很大的改变。1. 对于请求的QoS，还是按照原来的方式进行取小比较后发送给SGW然后发给PGW。
2. 对于PGW回复的QoS，依赖于实现。如果想像EPS靠的彻底一点，则SGSN可以放开权限，即允许网络侧将QoS升高而取升高后的值。
3.对于与无线侧进行协商，规范里规定不允许无线侧降低QoS。如果降低则激活拒绝。如果升高的话，网络侧可依赖于实现，即客户需求。

欢迎大家拍砖和补充！

zhenjiucuo

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然后关于协商，我也是觉得用“最小值”这个词可能不太合适。在“信令流程”版块有个二次激活流程实例，里面的抓包就可以看到，MS在做二次激活时，有携带为下行数据请求的GBR，（在Primary PDP上下文激活请求中应该也可以带），是64kbps，但上行请求的为0.但在二次激活的Accept消息中，MS收到的协商后的QOS，上下行GBR都变成了64kbps。可参考Secondary PDP Context激活流程及实例 这篇贴。

斑竹，我的个人理解不是太一致。
对于Gn模式，QoS协商是在终端，无线，SGSN，GGSN甚至PCRF一起协商决定的，而原则就是取小。楼主看到的GBR之所以为0，个人认为是由于签约数据中为0,0在QoS协商中的含义是使用签约数据中的值。我没有看这个信令流程，不过大家可以看看是不是签约信息中的上行GBR就为64k。在Release8以后引入PDN Connection概念后，作为Default bearer，也就是Primary PDP，一般来说都是non-GBR的，即TC为interactive或background。在二次激活或者说专有承载建立后，TC可以是conversational或streaming的，带GBR。
这个手机很猛，已经支持R7的QoS格式了。。。。。。
请大家一起探讨一下是不是这样，如果不是请帮我纠正，谢谢！！！